面向月球地面作业的基于物理的传感器仿真环境
机器人学
2024-10-22 v1
摘要
本篇贡献报告了用于模拟月球条件下摄像机操作的软件框架。该框架利用基于物理的渲染来生成类似实际摄像机在月球地形上行驶和/或积极与之交互（例如进行施工作业）时产生的合成图像。该仿真器的亮点在于能够捕捉（i）月球条件下的光传输，以及（ii）与车辆-地形相互作用相关的伪影，这些伪影可能包括尘土的形成和运输。仿真基础设施建设在一个内部开发的物理引擎 Chrono 中，该引擎模拟可变形地形-车辆相互作用的动力学，以及该相互作用的尘埃散落。Chrono::Sensor 摄像机模型基于光线追踪和 Hapke 光度函数。我们使用两个虚拟实验分析了该仿真器的性能：一个是 NASA 的 VIPER rover 在月球环境中导航的虚拟实验，另一个是 NASA 的 RASSOR 挖掘机从事挖掘作业的虚拟实验。所提出的传感器仿真解决方案可用于感知算法的设计和测试，或作为涉及大型月球作业（如可遍历性、施工任务等）的体内实验的组件。
引用
@article{arxiv.2410.04371,
title = {A physics-based sensor simulation environment for lunar ground operations},
author = {Nevindu M. Batagoda and Bo-Hsun Chen and Harry Zhang and Radu Serban and Dan Negrut},
journal= {arXiv preprint arXiv:2410.04371},
year = {2024}
}
备注
19 pages, 20 figures, 3 tables. This work has been submitted to the 2025 IEEE Aerospace Conference for possible publication